JP2017147720A - ズーム機構を備えた撮像装置及び交換レンズ - Google Patents

ズーム機構を備えた撮像装置及び交換レンズ Download PDF

Info

Publication number
JP2017147720A
JP2017147720A JP2016202915A JP2016202915A JP2017147720A JP 2017147720 A JP2017147720 A JP 2017147720A JP 2016202915 A JP2016202915 A JP 2016202915A JP 2016202915 A JP2016202915 A JP 2016202915A JP 2017147720 A JP2017147720 A JP 2017147720A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
zoom
focus
unit
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016202915A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6706819B2 (ja
Inventor
岸田 直高
Naotaka Kishida
直高 岸田
泰弘 新宮
Yasuhiro Shingu
泰弘 新宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JP2017147720A publication Critical patent/JP2017147720A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6706819B2 publication Critical patent/JP6706819B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32Means for focusing
    • G03B13/34Power focusing
    • G03B13/36Autofocus systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/66Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices
    • H04N23/663Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices for controlling interchangeable camera parts based on electronic image sensor signals
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/102Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/14Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses adapted to interchange lenses
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/36Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals
    • H04N23/673Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/69Control of means for changing angle of the field of view, e.g. optical zoom objectives or electronic zooming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/745Circuitry for generating timing or clock signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/7795Circuitry for generating timing or clock signals
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0046Movement of one or more optical elements for zooming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/682Vibration or motion blur correction
    • H04N23/685Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation
    • H04N23/687Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation by shifting the lens or sensor position
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/015High-definition television systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)

Abstract

【課題】精度よく合焦状態が得られるズームトラッキング制御を行う撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、交換レンズとカメラボディとを備える。カメラボディは、交換レンズに、撮像部における撮像動作の周期に同期した周期を持つ同期信号(例えば、BL同期信号)を送信する。交換レンズの制御部は、ズームレンズの位置とフォーカスレンズの合焦位置とを対応付けた関係情報を参照し、ズームレンズの位置からフォーカスレンズの合焦位置を求め、その求めた合焦位置にフォーカスレンズを移動させるズームトラッキング制御を行う。交換レンズの制御部は、ズームトラッキング制御を、カメラボディから受信した同期信号が示す周期よりも短い周期(例えば、8分の1)の周期で行う。【選択図】図4

Description

本開示は、ズーム機構を備えた撮像装置に関する。
特許文献1は、ズームレンズ位置が変更されたときに合焦状態が維持されるようにフォーカスレンズを移動させるズームトラッキング制御を行うビデオカメラを開示する。具体的には、特許文献1は、変倍レンズ(ズームレンズ)とフォーカスレンズを有するレンズシステムと、変倍レンズとフォーカスレンズを夫々独立に光軸方向に移動させる駆動手段と、被写体距離毎の、変倍レンズの位置に対する前記フォーカスレンズの合焦位置情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶している合焦位置情報により、変倍レンズ移動時のフォーカスレンズの移動速度を算出する算出手段と、この算出手段の出力にもとづいて駆動手段を制御する制御手段とを備えるビデオカメラを開示する。ビデオカメラは、算出手段および制御手段を1垂直同期期間内に複数回動作させる。これにより、ズーム速度が大きくても正確なフォーカス追従を実現している。
特開平8−265619号公報
本開示は、精度よく合焦状態が得られるズームトラッキング制御を行う撮像装置を提供する。
本開示の第1の態様において、交換レンズと、交換レンズを装着可能なカメラボディとを備える撮像装置が提供される。カメラボディは、交換レンズを介して入力した被写体像を所定フレームレートで撮像して画像信号を生成する撮像部と、交換レンズに、撮像部における撮像動作の周期と同じ周期を持つ同期信号を送信する第1通信部と、を備える。
交換レンズは、フォーカスレンズと、ズームレンズと、使用者によるズームレンズに対する操作を受け付ける操作部と、操作部に対するユーザ操作に応じてズームレンズを移動させるズームレンズ駆動部と、ズームレンズの位置を検出する位置検出部と、ズームレンズの位置とフォーカスレンズの合焦位置とを対応付けた関係情報を記憶する記憶部と、フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、フォーカスレンズ駆動部を制御する制御部と、カメラボディから同期信号を受信する第2通信部と、を備える。
制御部は、関係情報を参照し、位置検出部により検出されたズームレンズの位置からフォーカスレンズの合焦位置を求め、その求めた合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるようにフォーカスレンズ駆動部を制御するズームトラッキング制御を行う。制御部は、ズームトラッキング制御を、第2通信部を介して受信した同期信号が示す周期よりも短い周期(例えば、整数分の1の周期)で行う。
本開示の第2の態様において、交換レンズと、交換レンズを装着可能なカメラボディとを備える撮像装置が提供される。カメラボディは、交換レンズを介して入力した被写体像を所定フレームレートで撮像して画像信号を生成する撮像部と、交換レンズに、撮像部における撮像動作の周期と同じ周期を持つ同期信号を送信する第1通信部と、を備える。
交換レンズは、フォーカスレンズと、ズームレンズと、ズームレンズを移動させるズームレンズ駆動部と、ズームレンズの位置とフォーカスレンズの合焦位置とを対応付けた関係情報を記憶する記憶部と、フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、フォーカスレンズ駆動部を制御する制御部と、カメラボディから前記同期信号を受信する第2通信部と、を備える。
制御部は、ズームレンズを移動させるときに、関係情報を参照し、ズームレンズの位置からフォーカスレンズの合焦位置を求め、その求めた合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるようにフォーカスレンズ駆動部を制御するズームトラッキング制御を行う。制御部は、ズームトラッキング制御を、第2通信部を介して受信した同期信号が示す周期よりも短い周期(例えば、整数分の1の周期)で行う。
本開示の撮像装置によれば、カメラボディと交換レンズ間で通信される同期信号が示す周期よりも短い周期でズームトラッキング制御を行うため、実際のズームレンズ位置に追従した精度良いズームトラッキングが可能となる。その結果、精度よく合焦状態を得ることができる。
本開示の一実施の形態におけるデジタルカメラの構成を示す図 デジタルカメラにおけるウォブリング動作を説明した図 ズームトラッキング情報を説明した図 本開示のデジタルカメラにおけるズームトラッキング制御のタイミングを説明した図 BL同期信号の周期とズームトラッキング制御の周期との関係を示した図 デジタルカメラにおける、AF動作(ウォブリング動作)時において、ズーム操作に伴うズームレンズ及びフォーカスレンズの位置の変動の例を示した図 オートフォーカス動作(ウォブリング動作)時におけるトラッキング制御と、従来のズームトラッキング制御との間のフォーカスレンズの制御の違いを説明した図 マニュアルフォーカス動作時における本実施形態のズームトラッキング制御と、従来のズームトラッキング制御との間のフォーカスレンズの制御の違いを説明した図 ズームトラッキング制御の遅れを説明した図 ズームレンズの予測位置に基づくズームトラッキング制御を説明した図 ズームトラッキング制御における予測誤差を説明した図 電動ズーム機能を有する交換レンズを備えたデジタルカメラの構成を示す図
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者(ら)は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
(実施の形態1)
[1−1.構成]
図1は、本実施の形態におけるデジタルカメラ1の構成を示す図である。デジタルカメラ1は、フルハイビジョン解像度の静止画及び動画に加えて、4Kのような高解像度の静止画及び動画を記録することができる。図1に示すように、デジタルカメラ1は、カメラボディ100と交換レンズ200とから構成される。交換レンズ200には、ユーザがズーム操作を行うためのズームリング213が設けられている。使用者は、ズームリング213を回転操作することによりマニュアル(電動ではない)でズーム動作を行うことができる。
以下の実施形態では、このようなマニュアルズーム動作が可能な交換レンズを備え、ズーミング時に精度よくズームトラッキング動作が可能なデジタルカメラ1の構成を説明する。
[1−1−1.カメラボディ]
カメラボディ100は、CMOSイメージセンサ110と、液晶モニタ120と、カメラコントローラ140と、ボディマウント150と、電源160と、カードスロット170とを備える。
カメラコントローラ140は、レリーズ釦130等の操作部材からの指示に応じて、CMOSイメージセンサ110等の制御を含む、デジタルカメラ1全体の動作を制御する。カメラコントローラ140は、垂直同期信号(VD)をタイミング発生器112に送信する。これと並行して、カメラコントローラ140は、垂直同期信号に同期した同期信号を生成し、この同期信号を、ボディマウント150及びレンズマウント250を介して、レンズコントローラ240に送信する。以下、カメラボディ100から交換レンズ200に送信されるこの同期信号を「BL同期信号」という。カメラコントローラ140は、制御動作や画像処理動作の際に、DRAM141をワークメモリとして使用する。
CMOSイメージセンサ110は、交換レンズ200を介して入射される被写体像を撮像してアナログ画像信号を生成するイメージセンサである。生成されたアナログ画像信号は、ADコンバータ(ADC)111でデジタル画像データに変換される。ADコンバータ111で変換された画像データは、カメラコントローラ140で様々な画像処理が施される。様々な画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、YC変換処理、電子ズーム処理、JPEG圧縮処理などの画像圧縮処理等である。
CMOSイメージセンサ110は、タイミング発生器112で制御されるタイミングで動作する。すなわち、CMOSイメージセンサ110は垂直同期信号に同期したタイミングで(垂直同期信号が示す周期(撮像周期)で)撮像動作を行う。CMOSイメージセンサ110の動作としては、静止画の撮像動作、動画の撮像動作、スルー画像の撮像動作等である。スルー画像とは、撮像後、メモリカード171に記録しない画像である。スルー画像は、主に動画であり、静止画の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ120に表示される。
液晶モニタ120は、カメラコントローラ140で画像処理された表示用画像データが示す画像を表示する。液晶モニタ120は、動画も静止画も選択的に表示可能である。
カードスロット170は、メモリカード171を装着可能である。カードスロット170は、カメラコントローラ140からの制御に基づいて、メモリカード171を制御する。すなわち、カメラコントローラ140の画像処理により生成された画像データがメモリカード171に格納される。メモリカード171には種々の画像ファイルが格納可能であり、例えばJPEG画像ファイルが格納される。また、メモリカード171から、それに格納される画像データ又は画像ファイルが読み出し可能である。メモリカード171から読み出された画像データ又は画像ファイルは、カメラコントローラ140で画像処理される。例えば、カメラコントローラ140は、メモリカード171から取得した画像データ又は画像ファイルを伸張して表示用画像データを生成する。
電源160は、デジタルカメラ1で消費するための電力を供給する。電源160は、例えば、乾電池であってもよいし、充電池であってもよい。また、電源160は、電源コードを介して外部から供給される電力をデジタルカメラ1に供給するものであってもよい。
ボディマウント150は、交換レンズ200のレンズマウント250と機械的及び電気的に接続可能である。ボディマウント150は、レンズマウント250を介して、交換レンズ200との間で、データを送受信可能である。ボディマウント150は、カメラコントローラ140から受信した露光同期信号を、レンズマウント250を介してレンズコントローラ240に送信する。また、ボディマウント150は、カメラコントローラ140から受信したその他の制御信号を、レンズマウント250を介してレンズコントローラ240に送信する。また、ボディマウント150は、レンズマウント250を介してレンズコントローラ240から受信した信号をカメラコントローラ140に送信する。
[1−1−2.交換レンズ]
交換レンズ200は、光学系とレンズコントローラ240とレンズマウント250とを備える。交換レンズ200の光学系はズームレンズ210、OISレンズ220、絞り260、フォーカスレンズ230を含む。
ズームレンズ210は、交換レンズ200の光学系で形成される被写体像の倍率を変化させるためのレンズである。ズームレンズ210は、1枚又は複数枚のレンズで構成される。駆動機構211は、使用者が回転操作可能なズームリング213の動きに機械的に連動してズームレンズ210を移動させる機構(電動ではない)である。駆動機構211は、使用者によるズームリング213の操作に基づき、ズームレンズ210を光学系の光軸方向に沿って移動させる。
検出器212は、駆動機構211によるズームレンズの移動または駆動量を検出する。また、検出器212はズームリング213の位置すなわちズームレンズ210の位置を検出する。レンズコントローラ240は、この検出器212における検出結果を取得することにより、光学系におけるズーム倍率、ズームレンズ210の位置、並びに、ズームリング213の位置、回転量及び回転速度を把握することができる。
OISレンズ220は、交換レンズ200の光学系で形成される被写体像のぶれを補正するためのレンズである。OISレンズ220は、デジタルカメラ1のぶれを相殺する方向に移動することにより、CMOSイメージセンサ110上の被写体像のぶれを小さくする。OISレンズ220は、1枚又は複数枚のレンズで構成される。アクチュエータ221は、OIS用IC223からの制御を受けて、光学系の光軸に垂直な面内でOISレンズ220を駆動する。位置検出センサ222は、光学系の光軸に垂直な面内におけるOISレンズ220の位置を検出するセンサである。OIS用IC223は、位置検出センサ222の検出結果及びジャイロセンサなどのぶれ検出器の検出結果に基づいて、アクチュエータ221を制御する。
絞り260は、光学系を通過する光の量を調整するための部材である。絞り260は、例えば、複数の絞り羽根からなり、羽根で構成する開口部を開閉することにより、光量を調整可能である。
フォーカスレンズ230は、光学系でCMOSイメージセンサ110上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ230は、1枚又は複数枚のレンズで構成される。
フォーカスモータ233は、レンズコントローラ240の制御に基づいて、フォーカスレンズ230が光学系の光軸に沿って進退するよう駆動する。これにより、光学系でCMOSイメージセンサ110上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させることができる。本実施の形態においては、フォーカスモータ233としてステッピングモータを用いる。但し、フォーカスモータはこれに限定されず、例えば、DCモータで構成してもよいし、超音波モータまたはリニアモータで構成してもよい。
レンズコントローラ240は、カメラコントローラ140からの制御信号に基づいて、OIS用IC223やフォーカスモータ233の制御を含む交換レンズ200全体を制御する。例えば、レンズコントローラ240は、カメラコントローラ140からの制御信号に基づいて、フォーカスレンズ230を光軸に沿って所定の駆動方法で進退させるようにフォーカスモータ233を制御する(ウォブリング制御)。また、検出器212、OIS用IC223などから信号を受信して、カメラコントローラ140に送信する。レンズコントローラ240は、カメラコントローラ140との間で、レンズマウント250及びボディマウント150を介してデータの送受信を行う。
レンズコントローラ240は、SRAM241をワークメモリとして使用する。また、フラッシュメモリ242は、レンズコントローラ240の制御に使用するプログラムやパラメータを保存する。例えば、フラッシュメモリ242は、ズームレンズ位置とフォーカスレンズの合焦位置との関係を示すズームトラッキング情報(詳細は後述)を記憶する。
カメラコントローラ140及びレンズコントローラ240はプログラムを実行して所定の機能を実現する。ここで、実行されるプログラムはDVD−ROM、CD−ROM等の記録媒体によってデジタルカメラ1に提供されてもよいし、通信回線を介してネットワーク上のサーバからダウンロードされてもよい。また、カメラコントローラ140及びレンズコントローラ240の機能は、ハードウェアとソフトウェア(アプリケーションプログラム)の協働により実現したが、所定の機能を実現するように専用に設計されたハードウェア回路のみで実現してもよい。コントローラ11は、CPU、MPUのみならず、DSP、FPGA、ASIC等で構成することができる。
[1−2.動作]
以上のように構成されるデジタルカメラ1の動作について説明する。
[1−2−1.ウォブリング制御]
デジタルカメラ1はコントラストAF方式によってオートフォーカス動作を実行する。動画撮影時のオートフォーカス動作においては、フォーカスレンズ230を微小距離だけ光軸に沿って進退させながら合焦位置方向にフォーカスレンズ230を移動させるウォブリング制御を行う。
図2は、デジタルカメラ1におけるウォブリング動作を説明した図である。図2(A)は、カメラボディ100のカメラコントローラ140により生成される垂直同期信号を示す。図2(B)は、CMOSイメージセンサ110による撮像状態を示す。図2(C)は、カメラボディ100から交換レンズ200に送信されるBL同期信号を示す。図2(D)は、ウォブリング動作により変化するフォーカスレンズ230の位置を示す。図2(E)は、カメラボディ100のカメラコントローラ140が、交換レンズ200のレンズコントローラ240に送信するウォブリング制御のための駆動コマンドを示す。
図2(A)(B)に示すように、カメラボディ100において、CMOSイメージセンサ110は垂直同期信号(VD)に同期して被写体像を撮像する。同時に、交換レンズ200において、図2(C)(D)に示すように、CMOSイメージセンサ110における撮像動作に同期してフォーカスレンズ230がウォブリング制御される。具体的には、レンズコントローラ240は、ウォブリング制御のための駆動コマンドをカメラコントローラ140から受信する。レンズコントローラ240は、駆動コマンドにしたがいフォーカスレンズ230をウォブリング制御する。このとき、CMOSイメージセンサ110によって所定のAF領域の画像が撮像されるときに、フォーカスレンズ230の変位が最大となるようにフォーカスレンズ230が駆動され、これによりAF領域でコントラスト値を検出することができる。レンズコントローラ240は、ウォブリング制御をカメラコントローラ140から受信したBL同期信号に同期して実行する(図2(E)参照)。なお、図2(E)の例では、駆動コマンドを2周期毎に受信している。
[1−2−2.ズームトラッキング制御]
合焦状態においてズームレンズ210を駆動させた場合(ズーム操作を行った場合)、フォーカスレンズ230を停止させたままにしておくと、CMOSイメージセンサ110上では非合焦状態となる。そこで、合焦状態においてズームレンズ210を駆動させた場合、ズームレンズ210の移動に応じてフォーカスレンズ230も移動させる。このような制御を「ズームトラッキング制御」という。このズームトラッキング制御により、ズームレンズ210の駆動がなされた場合であっても、合焦状態を維持した状態で画像を撮像し続けることができる。
ズームトラッキング制御においては、ズームレンズ210の位置に応じてフォーカスレンズ230の位置が決定する。合焦状態を維持するための、ズームレンズ210の位置とフォーカスレンズ230の位置との対応はズームトラッキング情報により規定される。図3は、フラッシュメモリ242に格納されるズームトラッキング情報を説明した図である。ズームトラッキング情報は、被写体までの距離(被写体距離)毎の複数のズームトラッキング曲線から構成されている。図3の例では、ズームトラッキング情報は4つのズームトラッキング曲線a,b,d,eの情報を含んでいる。ズームトラッキング制御において、レンズコントローラ240は、検出器212により検出されたズームレンズ210の位置とズームトラッキング曲線とに基づき、フォーカスレンズの位置を決定する。
レンズコントローラ240は、合焦状態においてズームレンズ210を駆動する際に、被写体距離に応じたズームトラッキング曲線を選択し、フォーカスレンズ230をズームレンズ位置の変化にしたがいズームトラッキング曲線に沿って駆動させる。
なお、フラッシュメモリ242において、所望の被写体距離に応じたズームトラッキング曲線が格納されていない場合には、その被写体距離に近い2つの被写体距離のズームトラッキング曲線から、所望の被写体距離に対するフォーカスレンズ位置を求める。例えば、所望の被写体距離が、ズームトラッキング曲線bの被写体距離と、ズームトラッキング曲線dの被写体距離との間である場合、ズームトラッキング曲線bとズームトラッキング曲線dから、仮想的なズームトラッキング曲線cを補間して求める。この仮想曲線cに沿ってフォーカスレンズ230を駆動させる。これにより、フラッシュメモリ242において該当する被写体距離のズームトラッキング曲線が格納されていない場合であっても、任意の被写体距離についてズームトラッキング動作が可能となり、合焦状態を維持しつつズーム動作が可能となる。
図4は、本実施形態のデジタルカメラ1におけるズームトラッキング制御の実行タイミングを説明した図である。
図4(A)は、カメラボディ100のカメラコントローラ140から、交換レンズ200のレンズコントローラ240へ出力されるBL同期信号を示す。図4(B)は、ユーザによるズーム操作に伴うズームレンズ位置の変化を示した図である。図4(C)は、本実施形態における交換レンズ200内のズームトラッキング制御の実行タイミングを与える制御信号を示した図である。図4(D)は、従来のズームトラッキング制御の実行タイミングを与える制御信号を示した図である。
図4(A)に示すBL同期信号は、交換レンズ200の動作とカメラボディ100の動作との同期をとるための同期信号である。交換レンズ200のレンズコントローラ240は、BL同期信号に基づきオートフォーカス動作を実行する。BL同期信号は、カメラボディ100内で生成される垂直同期信号(VD)に基づき、垂直同期信号(VD)と同期して生成された信号である。
特に、本実施形態のデジタルカメラ1は、ズームトラッキング制御の制御周期を、図4(C)に示すように、BL同期信号の周期の整数倍(逓倍)分の1(本例では、1/8)倍に設定する。すなわち、ズームトラッキング制御をBL同期信号のフレームレートの整数倍(例えば、8倍)のフレームレートで実行する。
従来、図4(D)に示すように、交換レンズ200においてズームトラッキング制御はBL同期信号と同じ周期で実行されていた。このため、動画撮影時のウォブリング制御の際、BL同期信号の周期が大きいと、ズーム操作した場合のズームトラッキングに遅れが生じ、合焦していない動画が撮影されるという課題があった。特に、4Kのような高解像度で動画を記録する場合に、このようなズームトラッキングの遅れによる画質の低下がより顕著に現れる。このような課題に対して、本実施形態では、図4(C)に示すように、交換レンズ200においてズームトラッキング制御を、BL同期信号の周期の整数倍分の1(例えば、1/8)の周期で実行する。このように、ズームトラッキング制御の周期をカメラボディ100から交換レンズ200へ送信されるBL同期信号の制御周期よりも小さくする。これにより、実際のズームレンズ位置に追従した精度良いズームトラッキングが可能となり、精度よく合焦状態を得ることができる。
図5は、デジタルカメラ1において設定可能なBL同期信号の周期(T1)とズームトラッキング制御の周期(T2)との関係を示した図である。例えば、カメラボディ100においてフレームレートが24fpsの場合、BL同期信号の周期は、そのフレームレート24fpsに対応した撮像周期である41.67msに設定される。この場合、交換レンズ200におけるズームトラッキング制御の周期は、BL同期信号の周期の1/10の4.167msに設定される。すなわち、交換レンズ200においては、240fps(10倍)のフレームレートで処理が実行される。
また、カメラボディ100においてフレームレートが30fpsの場合、BL同期信号の周期は33.33msに設定される。この場合、交換レンズ200において、ズームトラッキング制御の周期は、BL同期信号の周期の1/8の4.167msに設定される。すなわち、交換レンズ200においては、240fps(8倍)のフレームレートで処理が実行される。なお、図5に示したフレームレート等の値は例示であり、フレームレート等の値は例示した値に限定されるものではない。
交換レンズ200において、図5に示すようなBL同期信号の周期とズームトラッキング制御の周期との関係を示す情報がフラッシュメモリ242に格納されている。レンズコントローラ240は、BL同期信号の周期を示す情報をカメラボディ100のカメラコントローラ140から受信する。レンズコントローラ240は、これらの情報を参照して、カメラボディ100から受信したBL同期信号の周期に基づいてズームトラッキング制御における制御周期を設定し、設定した制御周期でズームトラッキング制御を実行する。
図6は、本実施形態によるデジタルカメラ1における、AF動作(ウォブリング動作)時において、ユーザによるズーム操作がなされときの、ズームレンズ210及びフォーカスレンズ230の位置の変動の例を示した図である。
図6(A)は、周期T1(例えば、33.33ms)のBL同期信号を示す。図6(B)は、ウォブリング制御によるフォーカスレンズ230の変動成分を示す。図6(C)は、周期T1の8分の1の周期T2(例えば、4.167ms)のズームトラッキング制御信号を示す。図6(D)は、ユーザによるズームリング213の操作に伴うズームレンズ210の位置の変動を示す。図6(F)は、ウォブリング制御によるフォーカスレンズ230の変動成分(図6(B))とズームトラッキング制御によるフォーカスレンズ230の変動成分(図6(E))とを加算したフォーカスレンズ230の変動を示す。
レンズコントローラ240は、BL同期信号に同期してフォーカスレンズ230に対して図6(B)に示すようにウォブリング制御する。同時に、レンズコントローラ240は、ユーザによるズームリング213の操作によるズームレンズ210の移動に対してズームトラッキング制御を行い、フォーカスレンズ230を移動させる(図6(E)参照)。結果として、ウォブリング制御によるフォーカスレンズ230の変動成分(図6(B)参照)とズームトラッキング制御によるフォーカスレンズ230の変動成分(図6(E)参照)とが加算され、フォーカスレンズ230は図6(F)に示すように移動される。
以下、図7及び図8を用いて、本実施形態におけるズームトラッキング制御と、従来のズームトラッキング制御との間のフォーカスレンズ230の移動の違いを説明する。
図7は、オートフォーカス動作(ウォブリング動作)時における本実施形態のズームトラッキング制御と、従来のズームトラッキング制御との間のフォーカスレンズ230の制御の違いを説明するための図である。
図7(A)は、周期T1(例えば、33.33ms)のBL同期信号を示す。図7(B)は、ユーザによるズームリング213の操作に伴うズームレンズ210の位置の変動を示す。図7(C)は、BL同期信号と同じ周期でズームトラッキング制御(従来のトラッキング制御)を行った場合のフォーカスレンズ230の位置の変動を示す。図7(D)は、本実施の形態におけるズームトラッキング制御信号を示す。図7(E)は、図7(B)と同様、ユーザによるズームリング213の操作に伴うズームレンズ210の位置の変動を示す。図7(F)は、BL同期信号の周期よりも小さい周期T2(例えば、4.167ms)でズームトラッキング制御(本実施形態のズームトラッキング制御)を行った場合のフォーカスレンズ230の位置の変動を示す。
BL同期信号の周期T1と同じ周期でズームトラッキング動作を行った場合、図7(C)に示すように、前の周期で検出したズームレンズ位置に基づくズームトラッキングの結果(フォーカス位置の変動分)はBL同期信号の周期T1後にフォーカスレンズ230位置に反映される。例えば、時刻t10でのズームレンズ位置に基づくズームトラッキングの結果は、周期T1後の時刻t20でのフォーカスレンズ位置に反映される。
一方、本実施形態のようにBL同期信号の周期T1の8分の1の周期(ズームトラッキングの制御周期)T2でズームトラッキング動作を行った場合、図7(F)に示すように、前の周期で検出したズームレンズ位置に基づくズームトラッキングの結果は、周期T1よりも短い周期T2後にフォーカスレンズ230位置に反映される。例えば、時刻t11でのズームレンズ位置に基づくズームトラッキングの結果は、周期T2(周期T1の8分の1)後の時刻t12でのフォーカスレンズ位置に反映される。このように、図7(C)に示すような従来のズームトラッキング制御に比べて、より短い間隔でズームトラッキングを行える。これにより、実際のズームレンズ位置に追従した精度良いズームトラッキングが可能となり、精度よく合焦状態を得ることができる。
図8は、マニュアルフォーカス動作時における本実施形態のズームトラッキング制御と、従来のズームトラッキング制御との間のフォーカスレンズ230の制御の違いを説明するための図である。マニュアルフォーカス動作の場合、ユーザは交換レンズ200に取り付けられたフォーカスリング(図示せず)を操作することでフォーカス操作を行うことができる。フォーカスレンズ230に対するウォブリング制御は行われない。
図8(A)は、周期T1(例えば、33.33ms)のBL同期信号を示す。図8(B)及び図8(E)はともに、ユーザによるズームリング213の操作に伴うズームレンズ210の位置の変動を示す。図8(C)は、BL同期信号と同じ周期でズームトラッキング制御(従来のトラッキング制御)を行った場合のフォーカスレンズ230の位置の変動を示す。図8(D)は、本実施の形態におけるズームトラッキング制御信号を示す。図8(F)は、BL同期信号の周期よりも小さい周期T2(例えば、4.167ms)でズームトラッキング制御(本実施形態のズームトラッキング制御)を行った場合のフォーカスレンズ230の位置の変動を示す。
ユーザがズームリング213を操作し、ズーム動作を行うと、駆動機構211により、図8(B)に示すようにズームレンズ210が移動する。この場合、従来のように、BL同期信号の周期T1と同じ周期でズームトラッキング動作を行った場合、図8(C)に示すように、一周期において一度だけ、ズームトラッキングの結果(フォーカス位置の変動分)がフォーカスレンズ230位置に反映される。
一方、本実施形態のようにBL同期信号の周期T1の8分の1の周期(ズームトラッキングの制御周期)T2でズームトラッキング動作を行った場合、オートフォーカス動作の場合と同様に、図8(F)に示すように、より短い間隔でズームトラッキングが実施される。これにより、実際のズームレンズ位置に追従した精度良いズームトラッキングが可能となり、精度よく合焦状態を得ることができる。
上記の例では、レンズコントローラ240は、検出器212で検出されたズームリング213の位置に基づいて図3に示すトラッキング情報を参照して、ズームトラッキングによるフォーカスレンズ230の目標移動位置を求めた。この場合、次のような問題がある。図9に示すように、レンズコントローラ240は、ある時刻tnで検出器212により検出されたズームレンズ210の位置Znに基づき、ズームトラッキング曲線を参照してフォーカスレンズ230の位置Fn+1を決定し、決定した位置F n+1にフォーカスレンズ230を移動させる。このような制御によれば、ズームトラッキング制御における一周期(T2)後の時刻tn+1には、フォーカスレンズ230は位置Fn+1に位置する。しかしながら、時刻tn+1においては、ズームレンズ210は実際には位置Zn+1に移動しており、このため、本来であれば、時刻tn+1においては、フォーカスレンズ230は、ズームレンズ位置Zn+1に基づいて求められた位置F*n+1に位置するはずである。このように、ズームレンズ位置Znに基づき算出されたフォーカスレンズ230の位置Fn+1は、実際のズームレンズ210の位置Zn+1を反映して算出しておらず、本来のフォーカスレンズ位置F*n+1からずれた位置となる。このため、ズームトラッキング制御後に精度のよい合焦状態が得られない場合がある。
そこで、レンズコントローラ240は、図10に示すように、時刻tnにおけるズームレンズ位置の検出の際に、一周期(T2)後の時刻tn+1におけるズームレンズ210の位置Z*n+1を予測し、その予測したズームレンズ位置Z*n+1を用いて、ズームトラッキング制御を行っても良い。ズームレンズ210の予測位置は、例えば、所定数分の過去の周期におけるズームレンズ210の移動量に基づいて求めることができる。例えば、ズームレンズ210の予測位置Z*n+1は次式で求めてもよい。
*n+1=Zn+α×ΔZ
ここで、Znは検出器212により検出されたズームレンズ210の現在位置。αは係数。ΔZは、所定数分の過去の周期分について算出したズームレンズ210の一周期における移動量の平均値。
レンズコントローラ240は、ズームトラッキング曲線を参照し、予測したズームレンズ位置Z*n+1に基づきフォーカスレンズ位置F*n+1を求め、その位置F*n+1にフォーカスレンズ230を移動させればよい。これにより、ズームトラッキング制御においてフォーカスレンズ230の位置をより精度よく決定することができる。この場合、現在のフォーカスレンズ230の位置Fnと、ズームレンズ210の予測位置Z*n+1に基づいてズームトラッキング曲線から得られたフォーカスレンズ230の位置F*n+1との偏差に対してPID(Proportional Integral Differential)制御することで、トラッキング精度を向上できる。
上述したズーム操作を予測しながらのズームトラッキング制御においては、ズーム、距離、フレームレート等に関して、100以上の多くのパラメータが存在し、チューニング自体が大変であった。また、一台のレンズでチューニングを実施してパラメータを決定し、そのパラメータを全レンズに適用するため、レンズの個体ばらつきの影響を受けてしまう。さらに、ズームリングを急に止められた場合や、様々なズームリング操作速度に対応することが困難であった。そこで、上述したようにフィードバック制御(PID制御)を導入することで、チューニング作業の負担を減らし、個体ばらつきの影響を緩和、様々なズームリング操作速度にも対応することが可能となった。
図11は、BL同期信号の周期と同じ周期でズームトラッキングを行う従来のズームトラッキング制御と、BL同期信号の周期の整数分の1の周期でズームトラッキングを行う本実施形態のズームトラッキング制御のそれぞれにおける予測制御誤差を説明した図である。
図11(A)は、周期T1(例えば、33.33ms)のBL同期信号を示す。図11(B)は、ユーザによるズームリング213の操作に伴うズームレンズ210の位置の変動を示す。図11(C)は、従来のトラッキング制御(BL同期信号と同じ周期でズームトラッキングを行う制御)において上記のズームレンズ位置の予測制御を行わなかった場合のフォーカスレンズ230の位置の変動を示す。図11(D)は、従来のトラッキング制御において上記のズームレンズ位置の予測制御を行なった場合のフォーカスレンズ230の位置の変動を示す。図11(E)は、周期T2(例えば、4.167ms)の本実施の形態におけるズームトラッキング制御信号を示す。図11(F)は、本実施の形態のトラッキング制御において上記のズームレンズ位置の予測制御を行なった場合のフォーカスレンズ230の位置の変動を示す。
ズームレンズ位置を予測しながらズームトラッキング制御を行う場合、前の制御周期において次の周期におけるズームレンズ位置を予測し、予測したズームレンズ位置に基づいて次の制御周期におけるフォーカスレンズのトラッキング位置を決定する。このため、ズームリング操作の開始後に急にその操作が停止されると、ズームレンズ位置の予測位置と実際のズームレンズ位置との間に差が生じ、予測したトラッキング位置に本来の値とのずれが生じしまい、精度の良い合焦状態が得られなくなる。
例えば、従来のトラッキング制御(図11(D)参照)において、時刻t30において、一周期(T1)後のズームレンズ位置を予測し、その値に基づき一周期(T1)後のフォーカスレンズ位置を決定する。この場合、時刻t30と時刻t40の間の時刻txでズームリング操作が停止した場合、予測値に基づくフォーカスレンズ位置に誤差Δxが生じる。これに対して、本実施形態では、従来のトラッキング制御の周期(BL同期信号の周期T1)よりも短い周期(T2)でズームトラッキング制御を行う。このため、1周期当たりの予測量をより小さくできる。よって、ズームリング操作の停止に伴うフォーカスレンズ位置の誤差Δy(図11(F)参照)は、従来の誤差Δxに比べ小さくなる。
すなわち、本実施形態のようにBL同期信号の周期よりも短い周期(整数倍分の1の周期)でズームトラッキング制御を行うことにより、ズームレンズ位置を予測しながらズームトラッキング制御行う場合において、ズームリングを急に早く回されたり、急に止められた場合であっても、予測制御の誤差が小さくなり、精度良いズームトラッキングが可能となる。その結果、精度よく合焦状態を得ることができる。
なお、レンズコントローラ240がズームレンズ210の位置を予測する代わりに、検出器212がズームレンズ210の位置を予測し、予測した位置をレンズコントローラ240に出力してもよい。または、ズームリング213が回転操作量を示す電気信号を出力してもよい。レンズコントローラ240は、ズームリング213の回転操作量に基づいてズームレンズ210の位置を予測してもよい。
[1−3.効果等]
以上のように、本実施の形態のデジタルカメラ1(撮像装置の一例)は、交換レンズ200と、交換レンズ200を装着可能なカメラボディ100とを備える。カメラボディ100は、交換レンズ200を介して入力した被写体像を所定フレームレートで撮像して画像信号を生成するCMOSイメージセンサ110(撮像部の一例)と、交換レンズ200に、CMOSイメージセンサ110における撮像動作の周期と同じ周期を持つBL同期信号(同期信号の一例)を送信するボディマウント150(通信部の一例)と、を備える。
交換レンズ200は、フォーカスレンズ230と、ズームレンズ210と、使用者による前記ズームレンズに対する操作を受け付けるズームリング213(操作部の一例)と、ズームリング213に対するユーザ操作に応じてズームレンズ210を移動させる駆動機構211(ズームレンズ駆動部の一例)と、ズームレンズ210の位置を検出する検出器(位置検出部の一例)212と、ズームレンズ210の位置とフォーカスレンズ230の合焦位置とを対応付けたズームトラッキング情報(関係情報の一例)を記憶するフラッシュメモリ242(記憶部の一例)と、フォーカスレンズ230を駆動するフォーカスモータ233(フォーカスレンズ駆動部の一例)と、フォーカスモータ233を制御するレンズコントローラ240と、カメラボディ100からBL同期信号を受信するレンズマウント250(通信部の一例)と、を備える。
レンズコントローラ240は、ズームトラッキング情報を参照し、検出器212により検出されたズームレンズ210の位置からフォーカスレンズ230の合焦位置を求め、その求めた合焦位置にフォーカスレンズ230を移動させるようにフォーカスモータ233を制御するズームトラッキング制御を行う。レンズコントローラ240は、ズームトラッキング制御を、レンズマウント250を介して受信したBL同期信号が示す周期よりも短い周期(例えば、整数分の1の周期)で行う。
このようにズームトラッキング制御をBL同期信号が示す周期の整数分の1の周期で行うことにより、従来のズームトラッキング制御に比べて、より短い間隔でズームトラッキングを行える。これにより、実際のズームレンズ位置に追従した精度良いズームトラッキングが可能となり、精度よく合焦状態を得ることができ、特に、4Kのような高解像度の動画を記録する場合に、画像品位の低下を抑制した高画質の動画を得ることができる。
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
上記の実施の形態では、撮像部としてCMOSイメージセンサを例示したが、撮像部はこれに限定されるものではない。撮像部は他の種類のイメージセンサであってもよく、例えば、CCDイメージセンサやNMOSイメージセンサを用いても良い。
上記の実施の形態では、ズームトラッキング制御をBL同期信号の周期の整数倍分の1の周期で行った。しかし、ズームトラッキング制御の周期は、必ずしもBL同期信号の周期の整数倍分の1である必要はなく、BL同期信号の周期よりも短い周期であればよい。これにより、より短い間隔でズームトラッキングを行え、実際のズームレンズ位置に追従した精度良いズームトラッキングが可能となり、精度よく合焦状態を得ることができる。
上記の実施の形態では、レンズ交換が可能なデジタルカメラを撮像装置の例として用いて説明したが、撮像装置はズーム機能を有するものであれば、レンズとボディが一体型のものであってもよい。この場合、撮像装置において、ズームトラッキング制御を、CMOSイメージセンサ等のイメージセンサの撮像周期よりも短い周期で行うようにすればよい。
撮像装置の一例として上記のデジタルカメラを説明したが、本開示の思想は、他の種類の撮像装置にも適用できる。すなわち、ズーム機能を有する交換レンズと、交換レンズに同期信号を送信する本体とからなる撮像装置であれば、本開示の思想を適用することができる。
上記の実施の形態で開示したズームトラッキングに関する制御は、電動ズームを備えた撮像装置に適用してもよい。図12は、電動ズームを備えた交換レンズを含むデジタルカメラの構成を示す図である。図12に示すように、交換レンズ200bは、電動ズーム操作用のズームリング213bと、ズームレンズ210を駆動するズームモータ211bとを備える。
レンズコントローラ240は、ズームリング213bに対する操作量(回転量、回転速度)を検出し、検出結果に基づきズームレンズ210の移動目標位置を求め、その移動目標位置にズームレンズを移動させるようにズームモータ211bを駆動する。
このような電動ズームによるズーム動作においても、実施の形態1で説明した、BL同期信号の周期の整数倍分の1の周期でズームトラッキングを行う制御方法を適用することができる。ズームトラッキング制御をBL同期信号が示す周期の整数分の1の周期で行うことにより、電動ズームの場合でも、従来のズームトラッキング制御に比べて、より短い間隔でズームトラッキングを行える。これにより、電動ズームの場合でも、実際のズームレンズ位置に追従した精度良いズームトラッキングが可能となり、精度よく合焦状態を得ることができる。
なお、カメラボディ100が、注目する特定の被写体について撮像画像中における特定の被写体の大きさが一定となるようにズーム倍率を自動で制御する機能を有してもよい。この場合、カメラボディ100は、撮像画像から特定の被写体を検出し、撮像画像中においてその特定の被写体の大きさが常に一定の大きさとなるようにズーム倍率すなわちズームレンズ位置を自動で制御する。そのようなズームレンズ位置の自動制御の際に、上述のズームトラッキング制御を行っても良い。
すなわち、レンズコントローラ240は、ズームレンズ210をユーザ操作に基づき移動させる場合に限らず、自動で移動させる場合においても、上述のズームトラッキング制御を行ってもよい。具体的には、レンズコントローラ240は、ズームレンズ210を移動させるときに、ズームトラッキング情報を参照し、ズームレンズ210の位置からフォーカスレンズ230の合焦位置を求め、その求めた合焦位置にフォーカスレンズ230を移動させるようにフォーカスモータ233を制御するズームトラッキング制御を行ってもよい。その際、レンズコントローラ240は、ズームトラッキング制御を、レンズマウント250を介して受信したBL同期信号が示す周期よりも短い周期(例えば、整数分の1の周期)で行ってもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、ズームトラッキング制御において精度よく合焦状態が得られることから、ズーム機能を有する撮像装置(例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等)に有用である。
1 デジタルカメラ
100 カメラボディ
140 カメラコントローラ
150 ボディマウント
200、200b 交換レンズ
210 ズームレンズ
230 フォーカスレンズ
233 フォーカスモータ
211 駆動機構
212 検出器
213 ズームリング(マニュアルズーム用)
213b ズームリング(電動ズーム用)
240 レンズコントローラ
250 レンズマウント

Claims (9)

  1. 交換レンズと、前記交換レンズを装着可能なカメラボディとを備えた撮像装置であって、
    前記カメラボディは、
    前記交換レンズを介して入力した被写体像を所定フレームレートで撮像して画像信号を生成する撮像部と、
    前記交換レンズに、前記撮像部における撮像動作の周期と同じ周期を持つ同期信号を送信する第1通信部と、を備え、
    前記交換レンズは、
    フォーカスレンズと、
    ズームレンズと、
    使用者による前記ズームレンズに対する操作を受け付ける操作部と、
    前記操作部に対するユーザ操作に応じて前記ズームレンズを移動させるズームレンズ駆動部と、
    前記ズームレンズの位置を検出する位置検出部と、
    前記ズームレンズの位置と前記フォーカスレンズの合焦位置とを対応付けた関係情報を記憶する記憶部と、
    前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、
    前記フォーカスレンズ駆動部を制御する制御部と、
    前記カメラボディから前記同期信号を受信する第2通信部と、を備え、
    前記制御部は、前記関係情報を参照し、前記位置検出部により検出されたズームレンズの位置から前記フォーカスレンズの合焦位置を求め、その求めた合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるように前記フォーカスレンズ駆動部を制御するズームトラッキング制御を行い、
    前記制御部は、前記ズームトラッキング制御を、前記第2通信部を介して受信した同期信号が示す周期よりも短い周期で行う
    撮像装置。
  2. 前記ズームレンズ駆動部は、前記操作部でのユーザ操作と機械的に連動して前記ズームレンズを移動させる機構である、請求項1記載の撮像装置。
  3. 前記制御部は、前記位置検出部により検出された前記ズームレンズの現在位置から、前記撮像動作における一周期後の前記ズームレンズの予測位置を求め、前記予測位置に基づいて前記ズームトラッキング制御を行う、
    請求項1記載の撮像装置。
  4. 前記制御部は、前記フォーカスレンズの現在位置と、前記ズームレンズの予測位置に基づいて得られたフォーカスレンズの位置との偏差に対してPID制御を行う、請求項3記載の撮像装置。
  5. 前記所定フレームレートは24、25、30、48、50、60、100、120、200または240フレーム毎秒である、請求項3記載の撮像装置。
  6. 前記制御部は前記ズームトラッキング制御を、前記同期信号が示す周期の整数分の1の周期で行う、請求項1記載の撮像装置。
  7. 前記制御部は前記ズームトラッキング制御を、前記同期信号が示す周期の10分の1、8分の1または4分の1の周期で行う、請求項6記載の撮像装置。
  8. 所定フレームレートで撮像して画像信号を生成する撮像部を備えたカメラボディに装着可能な交換レンズであって、
    フォーカスレンズと、
    ズームレンズと、
    使用者による前記ズームレンズに対する操作を受け付ける操作部と、
    前記操作部に対するユーザ操作に応じて前記ズームレンズを移動させるズームレンズ駆動部と、
    前記ズームレンズの位置を検出する位置検出部と、
    前記ズームレンズの位置と前記フォーカスレンズの合焦位置とを対応付けた関係情報を記憶する記憶部と、
    前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、
    前記フォーカスレンズ駆動部を制御する制御部と、
    前記カメラボディから、前記撮像部における撮像動作の周期と同じ周期を持つ同期信号を受信する通信部と、を備え、
    前記制御部は、前記関係情報を参照し、前記位置検出部により検出されたズームレンズの位置から前記フォーカスレンズの合焦位置を求め、その求めた合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるように前記フォーカスレンズ駆動部を制御するズームトラッキング制御を行い、
    前記制御部は、前記ズームトラッキング制御を、前記通信部を介して受信した同期信号が示す周期よりも短い周期で行う
    交換レンズ。
  9. 交換レンズと、前記交換レンズを装着可能なカメラボディとを備えた撮像装置であって、
    前記カメラボディは、
    前記交換レンズを介して入力した被写体像を所定フレームレートで撮像して画像信号を生成する撮像部と、
    前記交換レンズに、前記撮像部における撮像動作の周期と同じ周期を持つ同期信号を送信する第1通信部と、を備え、
    前記交換レンズは、
    フォーカスレンズと、
    ズームレンズと、
    前記ズームレンズを移動させるズームレンズ駆動部と、
    前記ズームレンズの位置と前記フォーカスレンズの合焦位置とを対応付けた関係情報を記憶する記憶部と、
    前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動部と、
    前記フォーカスレンズ駆動部を制御する制御部と、
    前記カメラボディから前記同期信号を受信する第2通信部と、を備え、
    前記制御部は、前記ズームレンズを移動させるときに、前記関係情報を参照し、前記ズームレンズの位置から前記フォーカスレンズの合焦位置を求め、その求めた合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるように前記フォーカスレンズ駆動部を制御するズームトラッキング制御を行い、
    前記制御部は、前記ズームトラッキング制御を、前記第2通信部を介して受信した同期信号が示す周期よりも短い周期で行う
    撮像装置。
JP2016202915A 2016-02-15 2016-10-14 ズーム機構を備えた撮像装置及び交換レンズ Active JP6706819B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016026248 2016-02-15
JP2016026248 2016-02-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017147720A true JP2017147720A (ja) 2017-08-24
JP6706819B2 JP6706819B2 (ja) 2020-06-10

Family

ID=59561935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016202915A Active JP6706819B2 (ja) 2016-02-15 2016-10-14 ズーム機構を備えた撮像装置及び交換レンズ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9838589B2 (ja)
JP (1) JP6706819B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112313940A (zh) * 2019-11-14 2021-02-02 深圳市大疆创新科技有限公司 一种变焦跟踪方法和***、镜头、成像装置和无人机
WO2023189552A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 ソニーグループ株式会社 レンズ装置、制御方法、および撮影システム
JP7379039B2 (ja) 2019-09-19 2023-11-14 キヤノン株式会社 レンズ装置、撮像装置、レンズ装置の制御方法、およびプログラム
WO2023234057A1 (ja) * 2022-05-30 2023-12-07 ソニーグループ株式会社 レンズ装置、レンズ装置における処理方法、プログラムおよび撮像装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6735583B2 (ja) * 2016-03-17 2020-08-05 キヤノン株式会社 ズーム制御装置、撮像装置及びそれらの制御方法、プログラム並びに記憶媒体
KR102214094B1 (ko) * 2017-03-21 2021-02-09 한화테크윈 주식회사 줌 트래킹 방법 및 줌 카메라
WO2019064759A1 (ja) * 2017-09-27 2019-04-04 富士フイルム株式会社 撮像装置、撮像方法、及びプログラム
JP6972918B2 (ja) * 2017-10-26 2021-11-24 株式会社ニコン アクセサリ及びカメラボディ
MY184418A (en) 2017-10-26 2021-04-01 Nikon Corp Accessory
JP7024322B2 (ja) 2017-10-26 2022-02-24 株式会社ニコン アクセサリ、カメラボディおよびカメラシステム
CN111290197B (zh) 2017-10-26 2021-11-05 株式会社尼康 配件
US11187869B2 (en) 2017-10-26 2021-11-30 Nikon Corporation Accessory
JP6455578B1 (ja) 2017-10-26 2019-01-23 株式会社ニコン アクセサリ
JP2019078933A (ja) 2017-10-26 2019-05-23 株式会社ニコン アクセサリ
JP6455622B1 (ja) 2018-07-18 2019-01-23 株式会社ニコン アクセサリ
JP6455624B1 (ja) 2018-08-16 2019-01-23 株式会社ニコン アクセサリ
JP6508402B1 (ja) 2018-08-21 2019-05-08 株式会社ニコン 交換レンズ
CN112135055B (zh) * 2020-09-27 2022-03-15 苏州科达科技股份有限公司 变焦跟踪方法、装置、设备以及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08265619A (ja) * 1995-03-27 1996-10-11 Canon Inc ビデオカメラおよびレンズシステムのズーム方法
JPH10239580A (ja) * 1996-12-27 1998-09-11 Canon Inc 撮像装置、撮像方法およびレンズ制御装置
JP2008242442A (ja) * 2007-02-15 2008-10-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd カメラシステム
JP2010092035A (ja) * 2008-09-11 2010-04-22 Panasonic Corp レンズ鏡筒及び撮像装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2732564B2 (ja) 1986-06-03 1998-03-30 オリンパス光学工業株式会社 焦点調節装置
JPH08286096A (ja) 1995-04-12 1996-11-01 Canon Inc レンズ制御装置
JP5034429B2 (ja) * 2006-10-16 2012-09-26 ソニー株式会社 レンズ装置、撮像装置及び収差補正方法
JP5220301B2 (ja) * 2006-11-10 2013-06-26 ペンタックスリコーイメージング株式会社 交換レンズ及びレンズデータ通信方法
JP2009258680A (ja) * 2008-03-27 2009-11-05 Panasonic Corp カメラシステム、カメラ本体、交換レンズユニット、フォーカス制御方法、およびプログラム。
WO2009119091A1 (ja) * 2008-03-28 2009-10-01 パナソニック株式会社 カメラシステム
US8488050B2 (en) * 2008-04-21 2013-07-16 Panasonic Corporation Camera body, and camera system
US9207428B2 (en) * 2008-09-11 2015-12-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lens barrel including a correction lens to move for zoom tracking, and imaging apparatus
JP5290691B2 (ja) * 2008-10-07 2013-09-18 キヤノン株式会社 オートフォーカス装置
JP5328384B2 (ja) * 2009-01-14 2013-10-30 キヤノン株式会社 レンズ制御装置、光学機器及びレンズ制御方法
JP5511498B2 (ja) * 2010-05-14 2014-06-04 キヤノン株式会社 撮影システムおよび操作装置
JP2011250221A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Sony Corp 撮像システム、撮像装置、交換レンズ、撮像システムの制御方法およびプログラム
WO2013001853A1 (ja) * 2011-06-29 2013-01-03 オリンパスイメージング株式会社 カメラ装置、交換レンズ装置、カメラ本体部およびフォーカス制御方法
US8619374B2 (en) * 2011-07-05 2013-12-31 Panasonic Corporation Lens control apparatus and interchangeable lens including lens control apparatus
KR101710633B1 (ko) * 2011-08-05 2017-02-27 삼성전자주식회사 자동 초점 조절 방법, 자동 초점 조절 장치, 및 이를 포함하는 디지털 촬영장치
JP5855395B2 (ja) * 2011-09-09 2016-02-09 オリンパス株式会社 カメラシステムおよび交換レンズ
JP2013098901A (ja) * 2011-11-04 2013-05-20 Panasonic Corp 撮像装置
US8917983B2 (en) * 2012-06-05 2014-12-23 Canon Kabushiki Kaisha Image-pickup apparatus, lens unit, control method of the image-pickup apparatus, control method of the lens unit, and image-pickup system
US9197809B2 (en) * 2013-05-01 2015-11-24 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus, method of controlling image pickup apparatus, and non-transitory computer-readable storage medium
JP6296698B2 (ja) * 2013-05-14 2018-03-20 オリンパス株式会社 カメラシステムおよび焦点調節方法
JP6133151B2 (ja) * 2013-07-09 2017-05-24 オリンパス株式会社 焦点調節装置
JP6345919B2 (ja) * 2013-08-27 2018-06-20 オリンパス株式会社 撮影装置およびカメラシステム
JP5969139B2 (ja) * 2013-11-08 2016-08-17 富士フイルム株式会社 カメラシステム、カメラ本体及び通信方法
JP2015094925A (ja) * 2013-11-14 2015-05-18 キヤノン株式会社 焦点調節装置、焦点調節方法およびプログラム、並びに焦点調節装置を有する撮像装置
JP6234294B2 (ja) * 2014-03-25 2017-11-22 オリンパス株式会社 カメラシステム
JP6478534B2 (ja) * 2014-09-09 2019-03-06 キヤノン株式会社 フォーカス制御装置、撮像装置、交換レンズ、フォーカス制御方法およびフォーカス制御プログラム
JP2016206352A (ja) * 2015-04-20 2016-12-08 キヤノン株式会社 焦点調節装置およびその制御方法、そのプログラム、その記録媒体ならびに撮像装置
JP6899630B2 (ja) * 2016-02-02 2021-07-07 ソニーグループ株式会社 交換レンズおよび駆動方法、並びに電子機器
JP6641594B2 (ja) * 2016-02-02 2020-02-05 ソニー株式会社 交換レンズおよびその通信方法、並びに、撮像装置およびその通信方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08265619A (ja) * 1995-03-27 1996-10-11 Canon Inc ビデオカメラおよびレンズシステムのズーム方法
JPH10239580A (ja) * 1996-12-27 1998-09-11 Canon Inc 撮像装置、撮像方法およびレンズ制御装置
JP2008242442A (ja) * 2007-02-15 2008-10-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd カメラシステム
JP2010092035A (ja) * 2008-09-11 2010-04-22 Panasonic Corp レンズ鏡筒及び撮像装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7379039B2 (ja) 2019-09-19 2023-11-14 キヤノン株式会社 レンズ装置、撮像装置、レンズ装置の制御方法、およびプログラム
CN112313940A (zh) * 2019-11-14 2021-02-02 深圳市大疆创新科技有限公司 一种变焦跟踪方法和***、镜头、成像装置和无人机
WO2023189552A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 ソニーグループ株式会社 レンズ装置、制御方法、および撮影システム
WO2023234057A1 (ja) * 2022-05-30 2023-12-07 ソニーグループ株式会社 レンズ装置、レンズ装置における処理方法、プログラムおよび撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9838589B2 (en) 2017-12-05
JP6706819B2 (ja) 2020-06-10
US20170237893A1 (en) 2017-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6706819B2 (ja) ズーム機構を備えた撮像装置及び交換レンズ
JP5903608B2 (ja) カメラシステム
US8488050B2 (en) Camera body, and camera system
JP5406830B2 (ja) カメラシステム
EP2290948B1 (en) Camera system
US8169535B2 (en) Interchangeable lens, camera body and camera system
JP5535080B2 (ja) カメラシステム
JP5495617B2 (ja) 交換レンズ、カメラボディ、及びカメラシステム
US20120127591A1 (en) Interchangeable lens, camera body, and camera system
JP2008242442A (ja) カメラシステム
JP2009258714A (ja) カメラシステム
JP2008276131A (ja) カメラシステム
JP2010014814A (ja) 絞り装置および撮像装置
JP5904714B2 (ja) 焦点検出装置及びその制御方法並びに焦点検出装置を有する撮像装置
JP2022060319A (ja) 交換レンズ装置、撮像装置、撮像システム、および方法、並びにプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190523

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200325

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200421

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200427

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6706819

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151